果实成熟胜利,程序性细胞死亡等内容讲解
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植物的成熟和衰老生理思维导图模板大纲
种子的成熟过程,实质上就是胚从小长大,以及营养物质在种子中积累的过程
特点
可溶性的低分子化合物状态(如蔗糖、氨基酸等形式)运往种子,在种子中逐渐转化为不溶性的高分子化合物(如淀粉、蛋白质和脂肪等),并且累积起来
主要有机物的变化
糖类(淀粉种子):可溶变为不溶
蛋白质:非蛋白氮变为蛋白氮
非蛋白氮不断下降,蛋白氮的含量不断增加,说明蛋白质是由非蛋白氮化物转变而来(清蛋白、谷蛋白)
脂肪
游离脂肪酸逐渐合成复杂的油脂
饱和脂肪酸变为不饱和脂肪酸
其他生理变化
呼吸速率
有机物积累和种子的呼吸速率为平行关系
内源植物激素
在种子成熟过程,种子中的内源激素也在不断变化
首先出现的是玉米素,可能是调节籽粒建成和细胞分裂
其次是赤霉素和生长素,可能是调节光合产物向籽粒运输与积累
最后是脱落酸,可能控制籽粒的成熟与休眠
含水量
种子含水量与有机物的积累恰好相反,它是随着种子的成熟而逐渐减少的
种子成熟时幼胚中具有厚的细胞质而无液泡,因此,自由水是很少的,干物质却在增加
外界条件对种子成熟和化学成分的影响
风旱不实现象-干燥与热风使种子灌浆不足,减产
干旱也可使籽粒的化学成分发生变化
温度对于油料种子的含油量和油分性质影响都很大
种子成熟期间,适当的低温有利于油脂的累积
亚麻种子成熟时温度较低而昼夜温差大时,有利于不饱和脂肪酸的形成
东北三省品种多-昼夜温差大
果实的生长
曲线
肉质果实(苹果、番茄、菠萝、草莓等)=S型生长曲线
核果(桃、杏、樱桃)及某些非核果(葡萄)-双S型,即在生长的中期有一个缓慢期,这个时期正好是珠心和珠被生长停止的时期,果肉暂时停止生长
分类
单性结实-不经受精而雌蕊的子房形成无籽果实的现象
分为天然单性结实和刺激性单性结实
天然单性结实-不需要经过受精作用就产生无籽果实的现象,无籽的香蕉、蜜柑、葡萄
刺激性单性结实-必须给以某种刺激才能产生无籽果实
呼吸跃变
呼吸跃变
当果实成熟到一定程度时,呼吸速率首先是降低,然后突然升高,进入完全成熟期(呼吸高峰)然后又下降的现象,称为呼吸 跃变
具有呼吸跃变的跃变型果实有:苹果、香蕉、梨、桃、番木瓜、芒果和鳄梨等;不具有呼吸跃变的非跃变型果实有:橙、凤梨、葡萄、草莓和柠檬等
人们认为呼吸跃变是由于果实中产生乙烯的结果
乙烯可增加果皮细胞的透性,加强内部氧化过程,促进果实的呼吸作用,提高呼吸酶的活性,加速果实成熟
施以乙烯,可以刺激呼吸跃变的早临,加速果实的成熟(I-跃变型;II-都行)
区别
乙烯生成特性和对乙烯的不同反应
呼吸跃变型果实存在着乙烯生成系统(系统I)和乙烯调节系统(系统II),前者负责跃变发生前的基础乙烯产生,而后者负责跃变发生时自我催化大量产生乙烯;非跃变型只有I,无II
延迟果实成熟方面
加快/延迟呼吸骤变
加快
高温,有氧
延迟
低温,低氧
番茄贮存在塑料大棚-控制空气成分,延迟呼吸骤变;外施乙烯利加快棉铃开裂吐絮过程,温水浸泡使柿子脱涩
肉质果实成熟时的色香味变化(机理)
果实变甜
碳水化合物的变化
未成熟的果实中贮存许多淀粉,所以早期果实无甜味
淀粉转变为可溶性糖
酸味减少
有机酸的变化(柠檬酸、苹果酸、酒石酸、异柠檬酸)
未成熟果实中有有机酸
有机酸转变为糖
涩味消失
单宁类物质的变化
涩味-单宁;成熟时,单宁被过氧化物酶氧化成无涩味的过氧化物
香味产生
醛类、酯类物质的变化
脂类-包括脂肪族的酯和芳香族的酯
由硬变软
细胞壁物质的降解
果胶质变为可溶性的果胶有关
色泽变艳
色素的变化
颜色由绿逐渐变为黄、红或橙色
叶绿素被逐渐破坏丧失绿色,而胡萝卜素较多;花色素呈现红色;光直接影响花色素苷的合成
果实成熟时植物激素的变化
幼果生长促进型激素含量高
成熟阶段,乙烯、脱落酸含量高
果实成熟的分子调控机制
信号传递链(NOR,RIN,CNR)
番茄中抑制RIN基因抑制乙烯合成
休眠
成熟种子、鳞茎和芽在合适的萌发条件下仍不能萌发的现象,是生长暂时停顿的状态
分类
被迫休眠—环境因素引起
生理休眠—生理原因引起
种子休眠的原因和破除
原因
种皮限制
硬实种子—种皮不能透水或透水性弱,不透气,机械强度过大等豆科、藜科硬实种子
破除休眠
一般采用物理、化学方法来破坏种皮,使种皮透水透气,不伤害胚
机械擦破种皮;浓硫酸,热水,酒精处理等,破坏种皮,增加种皮透性
种子未完成后熟
后熟作用—许多植物的种子脱离母体后,须在一定外界条件下,经过一段时间才能达到生理上成熟的过程(蔷薇科植物—苹果,桃,梨,樱桃等)
沙藏,低温处理,常温
胚未完全发育
银杏、冬青等的种子
合适的贮藏条件下(低温处理)
抑制物质的存在
果皮和种子子叶中含有抑制物质(ABA,水杨酸,氰化物等)
水流洗去抑制物质;剥胚培养
植物激素与休眠调控基因
脱落酸和赤霉素的含量—对抗作用
脱落酸促进和维持种子休眠;赤霉素抑制休眠,促进萌发
总结(破除休眠)
机械破除(硬实种子)
层积处理—后熟种子
药剂处理—硫酸、激素、酒精等
温热处理
清水处理
物理因素
延存器官休眠的打破和延长
延存器官—块茎、鳞茎
破除休眠
用赤霉素破除休眠是当前最有效的方法(赤霉素浸泡)
延长休眠
苯乙酸甲酯剂(泥土混制)、射线;洋葱、大蒜等鳞茎延存器官也可以用萘乙酸甲酯延长休眠
概念
衰老—是指细胞、器官或整个植株生理功能衰退,趋向自然死亡的时相
多稔植物—一生中能多次开花,如多年生草本植物及木本植物
一稔植物—一生中只开一次花的植物,在开花结实后整株衰老和死亡
衰老时的生理生化变化
蛋白质显著下降
核酸含量的变化
光合速率下降
呼吸速率下降
自由基和活性氧的增加
影响衰老的条件
光
光能延缓衰老—光敏色素
温度
低温和高温都会加速叶片衰老
水分
干旱促使向日葵和烟草叶片衰老
营养
营养缺乏是导致叶片衰老的原因之一
植物激素
乙烯—促进衰老;CTK,ETH—抑制衰老
植物衰老的原因
营养亏缺理论
植物激素调控理论
核酸与衰老
自由基假说
植物衰老调控相关的转录因子
细胞死亡分类
细胞坏死—细胞遇到极度刺激,质膜破坏,造成非正常死亡
程序性细胞死亡PCD—是一种主动的,生理性的细胞死亡,其死亡过程是由细胞内业已存在的,基因编码的程序控制
程序性细胞死亡发生的种类
分类
植物体发育过程中必不可少的部分
种子萌发后糊粉层(GA)细胞死亡,根尖生长时根冠细胞死亡,导管分化时内容物自溶等
植物体对外界环境的反应
水涝和供氧不足,导致根和茎基部的部分皮层薄壁细胞死亡,形成通气组织;病原微生物侵染处诱发局部细胞死亡
快速程序性细胞死亡—病原菌侵染,叶脱落;慢速程序性细胞死亡—衰老引起
主要的例子
导管的形成
雌配子体的形成
糊粉层细胞的退化
过敏反应的防护作用
植物受到病原物侵染时,导致细胞死亡,这就是过敏反应
程序性细胞死亡的特征
特征
细胞核DNA断裂成一定长度的片段、染色质固缩,液泡形成,最后形成一个个由膜包被的凋亡小体或自噬小体
植物激素(IAA,乙烯,ABA等)、高温、干燥、活性氧等均能诱导程序性细胞死亡—逆境胁迫
过程
启动阶段
效应阶段
降解清除阶段
细胞自噬与程序性细胞死亡
溶酶体,液泡
逆境环境
总述
脱落-是指植物细胞或器官与植物体分离的过程(枝,叶,花和果实的脱落)
因素
衰老或成熟
环境条件或生物因素
植物本身生理活动
脱落时细胞及生化变化
脱落时细胞的变化
离区,离层
脱落的生化变化
纤维素酶
脱落的生物化学主要过程是水解离层的细胞壁和中胶层,使细胞分离,成为离层
果胶酶
乙烯促进果胶酶活性,促进脱落
脱落的基因调控
脱落与植物激素
生长素与脱落
生长素梯度学说
生长素对脱落的效应与施用部位和浓度有关,把生长素施用于离区的近基一侧,加速脱落;施用于远基一侧,则抑制脱落
即离层两侧生长素浓度梯度起着调节脱落的作用,当远基端浓度高于近基端时,器官不脱落,当两端浓度差异小或不存在时,器官脱落,当远基端浓度低于近基端时,加速脱落
脱落酸与脱落
乙烯与脱落
环境因子对脱落的影响
温度
温度过高和过低都会加速脱落
水分
光照
异戊烯基二磷酸(日照长度—>光敏素)
LD—>GA—>生长
SD—>ABA—>脱落,休眠
酸价下降:中和1g油脂中游离脂肪酸的KOH毫克数; 碘价上升:100g油脂能吸收碘的克数,反映组成油脂的脂肪酸不饱和程度思维导图模板大纲
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